終端系統(tǒng)開關(guān)電源課程設(shè)計論文

1、<p>　　終端系統(tǒng)開關(guān)電源課程設(shè)計論文</p><p>　　摘要：目前的移動終端設(shè)備如手機、PDA、掌上電腦已廣泛應(yīng)用于消費、通信、工控、視頻監(jiān)控等多個領(lǐng)域，它們的電源管理設(shè)計是很大的挑戰(zhàn)，因為在目前的移動終端上，它不僅要支持各種語音采集功能，還有長時間進行Web/WAP接入的需要，以及如視頻監(jiān)控的功能，這些功能會消耗大量的電能。因此，開關(guān)穩(wěn)壓電源廣泛的應(yīng)用，特別是高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了高新技術(shù)產(chǎn)

2、品的小型化，便攜化。本實驗設(shè)計十分簡易，本課程設(shè)計是89C51單片機控制的開關(guān)穩(wěn)壓電源，就是通過單片機的控制，通過非門，電壓放大，和三級穩(wěn)壓管實現(xiàn)其功能。而現(xiàn)在使用移動終端設(shè)備大多使用集成的電源芯片。如手機使用的電源芯片是MT6305或MT6318實現(xiàn)手機的各個功能的控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：開關(guān)穩(wěn)壓電源、AT89C51、LM324、74LS00 </p><p><b&g

3、t;　　設(shè)計要求</b></p><p>　　1、利用單片機系統(tǒng)實現(xiàn)控制</p><p>　　2、要求有穩(wěn)定的持續(xù)的電壓輸出</p><p>　　3、有硬件電路支持驗證</p><p>　　4、統(tǒng)一利用電源芯片MT6305</p><p>　　5、主時鐘部分不統(tǒng)一</p><p

4、><b>　　二、概述</b></p><p>　　在設(shè)計基于89C51單片機的開關(guān)電源時，方案是特別多，關(guān)于最優(yōu)方案的選擇，我們設(shè)計了兩套方案。</p><p>　　方案一：89C51單片機與IC電源芯片MT6305相結(jié)合，實現(xiàn)移動終端開關(guān)電源的設(shè)計。首先，我們給電源芯片MT6305芯片供電３．６Ｖ，使移動終端開機，使MT6305的32腳得到開機觸發(fā)，32腳的

5、高電平變成低電平，使單片機得到供電復位后，12MHz的89C51的外部晶振晶振起振，CPU開始工作，然后CPU給電源芯片ＭＴ６３０５的３２腳一個開機維持信號，然后讓ＭＴ６３０５芯片的電壓輸出引腳反饋到８９Ｃ５１的ＶＣＣ引腳，使單片機工作。同時也用電源ＩＣ電源輸出電壓經(jīng)過電壓放大、穩(wěn)壓等操作，實現(xiàn)穩(wěn)定的電壓輸出。</p><p>　　方案二：本方案是通過基于89C51的開關(guān)電源設(shè)計，相對方案一來說，該方案比較簡單。

6、先通過單片機控按鍵控制功能，用單片機的P1口輸出高低電平，對輸出的電壓進行放大，穩(wěn)壓，輸出想要得到的電壓。</p><p>　　本實驗我們選用的方案二。</p><p><b>　　三、硬件電路設(shè)計</b></p><p>　　<一>89C51簡介</p><p>　　VCC` ：AT89C51 電源正極輸入

7、，接+5V電壓。 </p><p>　　GND ：電源接地端。 </p><p>　　XTAL1 （19腳）：接外部晶振的一個引腳。在單片機內(nèi)部，它是一反相放大器輸入端，這個放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。它采用外部振蕩器時，這些引腳應(yīng)接地。 </p><p>　　XTAL2（20腳） ：接外部晶振的一個引腳。 在片內(nèi)接至振蕩器的反相放大器輸出端和內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端。當采

8、用外部振蕩器時，則此引腳接外部振蕩信號的輸入。 </p><p>　　RST（9腳） ：AT89C51 的復位信號輸入引腳，高電位工作，當要對芯片復位時，只要將此引腳電位提升到高電位，并持續(xù)兩個機器周期以上的時間，AT89C51 便能完成系統(tǒng)復位的各項工作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器的內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)。</p><p>　　ALE/PROG（30腳） ：ALE 是英文"ADDRE

9、SS LATCH ENABLE"的縮寫，表示允許地址鎖存允許信號。當訪問外部存儲器時，ALE 信號負跳變來觸發(fā)外部的8位鎖存器 (如 74LS373)，將端口P0的地址總線(A0-A7)鎖存進入鎖存器中。在非訪問外部存儲器期間，ALE 引腳的輸出頻率是系統(tǒng)工作頻率的 1/16，因此可以用來驅(qū)動其他外圍芯片的時鐘輸入。當問外部存儲器期間，將以 1/12振蕩頻率輸出。 </p><p>　　/VPP（3

10、1腳） ：接高電平時，單片機內(nèi)部程序存儲器。當擴展有外部ＲＯＭ時，當讀取完內(nèi)部ROM后將自動讀取外部ＲＯＭ。 </p><p>　　PSEN（29腳） ：程序存儲器允許輸出控制端，低電平有效。以實現(xiàn)外部程序存儲器的=單元的讀操作。</p><p>　　P0 ：P0 口(P0.0~P0.7)（３９腳到３２腳）是一個 8 位漏極開路雙向輸入輸出端口，５１單片機Ｐ０口內(nèi)部沒有上拉電阻，為高阻態(tài)，

11、所以我們不能正常的輸出高低電平，因此，在該組Ｉ／Ｏ口在使用時務(wù)必外接上拉電阻，一般是外接排阻。</p><p>　　P2 ：P2 口(P2.0~P2.7)（２１腳到２８腳）口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 端口(準雙向并行 I/O 口)，當訪問外部程序存儲器時，它是高8 位地址。外部不擴展而單片應(yīng)用時，則作一般雙向 I／O 口用。每一個引腳可以推動 4個LSTL負載。 </p><p>

12、　　P1 ：P1 口(P1.0~P1.7)（１腳到８腳）口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 端口(準雙向并行 I/O 口)，其輸出可以推動 4個LSTTL負載。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。 </p><p>　　P3 ： P3 口(P3.0~P3.7)（１０腳到１７腳）口是具有內(nèi)部提升電路的雙向 I/0 端口(準雙向并行 I/O 口)，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部隨機存儲器內(nèi)

13、容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ堋?lt;/p><p>　　其特殊功能引腳分配如下： </p><p>　　<二>７４LS00簡介</p><p>　　74LS00是常用的2輸入四與非門集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝,其引腳圖為：</p><p>　　記住74S00的管腳分配情況，便于實驗的進行：1、2輸入，3輸出；4、5輸入，6輸出；

14、7接地；9,、10輸入，8輸出；11、12輸入，13輸出；14接電源。</p><p><b>　　其真值表是：</b></p><p>　　<三>LM324簡介</p><p>　　LM324為四運放集成電路，采用14腳雙列直插塑料封裝。，內(nèi)部有四個運算放大器，有相位補償電路。電路功耗很小，lm324工作電壓范圍寬，可用正電源3～

15、30V，或正負雙電源±1．5V～±15V工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為O～Vcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互單獨。</p><p>　　本實驗我我們使用同向運算電路設(shè)計，如圖：</p><p>　　記?。篖M324的管腳分配情況，便于實驗的進行：2、3輸入，1輸出；5、6輸入，7輸出；11接地；9,、10輸入，

16、8輸出；12、13輸入，14輸出；4接電源。同時還得注意同相輸入端和反相輸入端不能接反了。</p><p>　　<四>LM7805簡介</p><p>　　三端穩(wěn)壓集成電路lm7805。電子產(chǎn)品中，常見的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的lm78 ×× 系列和負電壓輸出的lm79××系列。顧名思義，三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路，只有三條引

17、腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO- 220 的標準封裝，也有l(wèi)m9013樣子的TO-92封裝。系列三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，使用起來可靠、方便，而且價格便宜7805引腳正確的順序：1腳接輸入，2腳接地，3腳接輸出。此外，還應(yīng)注意，散熱片總是和最低電位的第③腳相連。本實驗使用最基本的應(yīng)用，其電路圖為：</p><p>

18、　　lm78XX系列集成穩(wěn)壓器的典型應(yīng)用電路圖，是一個輸出正5V直流電壓的穩(wěn)壓電路。IC集成穩(wěn)壓器LM7805，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容 。當輸出電流較大時，lm7805應(yīng)配上散熱板。 </p><p><b>　　<五>時鐘電路設(shè)計</b></p><p>　　C51單片機的內(nèi)部工作時鐘也可以有外部振蕩器提供，即外接一個晶振。外部振蕩

19、器的信號接至XTAL2和XTAl1，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端和內(nèi)部反相放大器的輸入端，如圖：</p><p>　　晶振通過振蕩電路起振（單片機內(nèi)部自帶）形成與晶振頻率相應(yīng)的時鐘信號，單片機在時鐘信號的作用下運行程序指令，完成指令要求的任務(wù)</p><p><b>　　<六>復位電路設(shè)計</b></p><p>　　單片機復位電路就好

20、比電腦的重啟部分，當電腦在使用中出現(xiàn)死機，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 單片機復位電路原理是在單片機的復位引腳RST上外接電阻和電容，,實現(xiàn)上電復位，而復位時間是(時鐘周期=12×振蕩周期,振蕩周期=1/f)，這個時間只能大不能小，具體數(shù)值可以由RC電路計算出時間常數(shù)。</p><p><b>　　四、軟件設(shè)計</b></p><p>　　&l

21、t;一>總體程序設(shè)計框圖</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　N</b></p><p>　　<二>按鍵掃描子程序流程</p><p><b>　　否 </b></p><p><b>　　是

22、</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　五、實驗結(jié)果與感想</b></p><p><b>

23、　　<一>方案選擇：</b></p><p>　　這是老師給我們的第一次自己動手動腦的課程設(shè)計，我們在網(wǎng)上，在各種電源書籍上找了很多關(guān)于設(shè)計移動終端開關(guān)電源的設(shè)計，這不僅使我們不斷復習我們以前所學的單片機知識。按照課程設(shè)計要求，我們尋找到MT6305的資料。按照資料我們不斷的摸索，于是我們開按照設(shè)計要求，為了達到穩(wěn)定的輸出電壓，不到的尋求合適的單元電路。為了穩(wěn)定輸出電壓，一定得用到穩(wěn)壓管，

24、當我們設(shè)計完電路時，結(jié)果發(fā)現(xiàn)市場上沒有MT6305芯片的出售，于是我們改用了方案。</p><p>　　雖然我們沒有采用第一套設(shè)計方案，但是讓我們學到了很多東西，是課本上沒有的知識。</p><p><b>　　<二>硬件電路</b></p><p>　　在有電路板之前，一定得有電路圖，不是很熟悉DXP軟件，但是只要經(jīng)過耐心的學習，

25、什么都能學會的。</p><p>　　在焊接各個單元電路的時候，應(yīng)該特別的小心謹慎，雖然在焊接過程中，出現(xiàn)了或多或少的問題，但我們都一一的排除。</p><p>　　但是在調(diào)試的時候，問題就不斷的出現(xiàn)。一開始我們的給電路外部供電，按下P1.2腳的按鍵，卻達不到實驗目的，于是我們用萬用表測了各個芯片引腳的電壓是否與理論的相符，我們通過不斷的嘗試，不斷的檢查電路和修改程序，在檢查電路的時候，發(fā)

26、現(xiàn)程序的P1.0的引腳電壓設(shè)置錯了，修改后，還是沒達到實驗結(jié)果。不斷的摸索，但最終還是沒有達到與理論相符的結(jié)果。</p><p><b>　　<三>程序編輯</b></p><p>　　按照實驗目的，和事先準備好的程序流程圖，寫好了程序的初稿，但是那錯誤，多得嚇人。在編輯程序的時候我們一定把輸入法調(diào)至英文輸入法的條件下。同時還出現(xiàn)了不少的語法錯誤，特別是在

27、函數(shù)聲明的時候一定的先聲明變量。單片機的C語言程序的頭文件一定是<reg52.h> 或者是<reg51.h>，因為這兩個頭文件中的大部分內(nèi)容是一樣的，只是52單片機幣51單片機多了一個定時器T2 。還有在編寫程序的時候一定把程序的層次劃分的清楚。</p><p>　　總之，在這次親自寫動手做課程設(shè)計是我收獲了很多，不管是硬件設(shè)計還是軟件設(shè)計，讓我學到在做任何一件事情是，靠的是積極的學習態(tài)

28、度，和耐心的實踐方式。 </p><p><b>　　六、附件</b></p><p><b>　　<一>實驗元件清單</b></p><p><b>　　<二>實驗電路圖</b></p><p><b>　　<三>實驗程序<

29、;/b></p><p>　　#include <reg52.h> //52系列單片機頭文件</p><p>　　#define uint unsigned int //宏定義</p><p>　　void delayms(uint);//聲明子函數(shù)</p><p>　　sbit key=P1^2;

30、 //特殊功能位申明</p><p>　　sbit aa=P1^0;</p><p>　　sbit bb=P1^1;</p><p>　　void keyscan1() //鍵盤掃描子程序 ，第一次按鍵，有穩(wěn)定電壓輸出</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

31、if(key==0)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　delayms(10);</p><p>　　if(key==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!key) //等待按鍵釋放</p>

32、;<p><b>　　{ </b></p><p><b>　　aa=1;</b></p><p><b>　　bb=0;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b><

33、;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keyscan2() //按鍵掃描子程序，第二次按鍵，停止穩(wěn)定電壓輸出</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if

34、(key==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delayms(10);</p><p>　　if(key==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(!key) //等待按鍵釋放</p>

35、<p><b>　　{ </b></p><p><b>　　aa=1;</b></p><p><b>　　bb=1; </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p

36、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main() //主函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　while(1)</b

37、></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　keyscan1();</p><p>　　delayms(100);</p><p>　　while(key); //等待按鍵再次按下</p><p>　　keyscan2();</p><p>

38、　　delayms(100);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delayms(uint xms)//延時子函數(shù)體</p><p><b>　　{</b></p><p